机械设计基础PDF电子书下载

0.1本课程概述 1

0.1.1 前言 1

0.1.2本课程的研究对象和内容 1

0.1.3本课程的任务 1

绪论 1

0.1.4本课程在机械工程中的意义和应用 2

0.1.5本课程的学习方法 2

0.2机械概述 2

0.2.1机器、机构和机械 2

0.2.2零件、部件和构件 3

0.2.3机器的组成和机械的分类 4

思考与练习题 4

1.1静力学分析的基本概念 7

1.1.2刚体的概念 7

1.1.1 力的概念 7

第1章 静力学分析基础 7

第一篇 力学基础 7

1.2静力学公理 8

1.3约束和约束反力 9

1.4 受力图 12

思考与练习题 14

2.1.2 力在坐标轴上的投影 16

2.1.1 力的分解 16

2.1平面汇交力系 16

第2章 平面力系 16

2.1.3合力投影定理 17

2.1.4 平面汇交力系的平衡条件 17

2.2 力矩与平面力偶系 20

2.2.1力对点之矩 20

2.2.2力偶及其性质 21

2.2.3平面力偶系的合成与平衡 22

2.3.1平面任意力系的简化 24

2.3平面任意力系 24

2.3.2平面任意力系的平衡 26

2.4考虑摩擦力的平衡问题 31

2.4.1摩擦现象 31

2.4.2滑动摩擦 31

2.4.3摩擦角与自锁现象 33

2.4.4考虑摩擦的平衡问题 33

思考与练习题 35

第3章 空间力系 39

3.1 力的投影和力对轴之矩 39

3.1.1 力在空间直角坐标轴的投影和分解 39

3.1.2力对轴之矩 40

3.1.3合力矩定理 41

3.2空间力系的平衡 42

3.2.1 空间力系的简化与简化结果分析 42

3.2.2空间力系的平衡方程及其应用 44

3.2.3空间力系平衡问题的平面解法 45

思考与练习题 48

第4章 构件的轴向拉伸与压缩 51

4.1拉伸与压缩时横截面上的内力和应力 51

4.1.1 拉伸与压缩时横截面上的内力 51

4.1.2拉伸与压缩时横截面上的应力 54

4.2拉伸与压缩时的强度计算 55

4.2.1材料的许用应力 55

4.2.2拉伸与压缩时的强度条件 56

4.3材料在拉伸与压缩时的力学性能 58

4.3.1低碳钢的拉伸实验 58

4.3.2低碳钢的压缩实验 61

4.3.3其他塑性材料的拉伸实验 61

4.3.4铸铁的拉伸与压缩试验 62

4.4杆件拉伸与压缩时的变形 63

4.4.1杆件拉伸与压缩时的变形和应变 63

4.4.3虎克定律 64

4.4.2泊松比 64

思考与练习题 66

第5章 剪切和挤压 70

5.1 剪切 70

5.1.1剪切的概念 70

5.1.2剪切时的内力、应力和剪切强度条件 71

5.2挤压 72

5.2.1挤压的概念 72

5.2.2挤压变形的强度条件 73

思考与练习题 75

第6章 扭转变形 77

6.1扭矩和扭矩图 77

6.1.1扭转的概念 77

6.1.2外力偶矩的计算 78

6.1.3扭矩和扭矩图 78

6.2.1横截面上的应力 79

6.2扭转变形的应力分析 79

6.2.2极惯性矩和抗扭截面模量的计算 81

6.3圆轴扭转时的强度计算 82

思考与练习题 84

第7章 弯曲 86

7.1 平面弯曲的概念 86

7.1.1弯曲的概念 86

7.1.2平面弯曲 86

7.2梁的内力与弯矩图 87

7.2.1梁的内力——弯矩和剪力 87

7.2.2弯矩图 89

7.3纯弯曲时的正应力 92

7.3.1 正应力的分布规律 92

7.3.2最大正应力的计算公式 94

7.3.3截面的轴惯性矩Iz和抗弯截面模量Wz 95

7.4梁弯曲时的强度计算 95

7.5梁的刚度概念 97

7.6提高梁弯曲强度和刚度的措施 100

思考与练习题 102

第二篇 机械原理 107

第8章 平面机构的运动简图 107

8.1 平面运动副 107

8.1.1运动副的概念 107

8.1.2运动副的类型及其特点 108

8.2 平面机构的运动简图 109

8.2.1 平面机构运动简图的概念 109

8.2.2构件的分类 109

8.2.3平面机构运动简图的绘制 110

8.3机构具有确定相对运动的条件 112

8.3.1平面机构自由度计算公式 112

8.3.2计算平面机构自由度时，特殊情况的处理 113

思考与练习题 114

9.1.1铰链四杆机构 116

9.1平面四杆机构的类型 116

第9章 平面连杆机构 116

9.1.2含有一个移动副的四杆机构 118

9.2铰链四杆机构的基本性质 120

9.2.1周转副存在条件 120

9.2.2急回运动特性 121

9.2.3压力角和传动角 122

9.2.4死点位置 123

9.3平面四杆机构的设计 123

9.3.1按给定连杆位置设计四杆机构 123

9.3.2按给定行程速比系数K设计四杆机构 124

思考与练习题 125

第10章 凸轮机构 128

10.1 凸轮机构的应用与分类 128

10.1.1 凸轮机构的组成、应用和特点 128

10.1.2凸轮机构的分类 129

10.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系 130

10.2从动件常用的运动规律 130

10.2.2从动件的常用运动规律 131

10.3移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计 132

10.3.1 尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 132

10.3.2 滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 134

10.3.3 凸轮机构设计中应注意的几个问题 134

思考与练习题 137

第11章 间歇运动机构 139

11.1棘轮机构 139

11.1.1 棘轮机构的工作原理及类型 139

11.1.2棘轮转角的调节方法 141

11.1.3棘轮机构的特点及应用 142

11.2槽轮机构 143

11.2.1槽轮机构的工作原理及类型 143

思考与练习题 144

11.2.2槽轮机构的特点及应用 144

第12章 齿轮传动 145

12.1 概述 145

12.1.1 齿轮传动的特点和应用 145

12.1.2齿轮传动的类型 145

12.1.3齿廓啮合基本定律 146

12.2渐开线齿轮 148

12.2.1渐开线的形成及基本性质 148

12.2.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 149

12.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 151

12.3.1渐开线齿轮啮合传动的特点 151

12.3.2渐开线齿轮啮合传动的条件 152

12.4渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念 154

12.4.1渐开线齿轮的切齿原理 154

12.4.2根切现象与不发生根切时的最少齿数 155

12.4.3变位齿轮的概念 156

12.5.1 失效形式 157

12.5渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 157

12.5.2齿轮材料选择 158

12.5.3齿轮传动精度等级选择 160

12.5.4直齿圆柱齿轮传动设计 160

12.6其他齿轮传动 166

1 2.6.1斜齿圆柱齿轮传动 166

12.6.2圆锥齿轮传动 169

12.6.3蜗杆传动 171

思考与练习题 173

第13章 轮系 175

13.1 概述 175

13.1.1轮系的类型 175

13.1.2轮系传动比概念 175

13.2.1平面定轴轮系的传动比计算 176

13.2.2空间定轴轮系的传动比计算 176

13.2定轴轮系传动比计算 176

13.3周转轮系传动比计算 177

13.3.1周转轮系的组成 177

13.3.2周转轮系的传动比计算 178

13.4复合轮系传动比计算 180

13.5轮系的功用 181

思考与练习题 184

14.1.1带传动的组成 186

14.1. 2带传动的主要类型 186

14.1带传动概述 186

第14章 带传动 186

14.1.3带传动的特点和应用 187

1 4.1.4带传动的弹性滑动、打滑及其传动比 187

14.2普通V带和V带轮 188

14.2.1普通V带的结构和标准 188

14.2.2 V带轮 189

14.3.1带传动的失效形式和设计准则 191

14.3.2单根V带的基本额定功率 191

14.3普通V带传动的设计 191

14.3.3普通V带传动的设计计算 193

14.3.4 V带传动的设计计算实例 196

14.3.5提高带传动工作能力的措施 198

14.4 V带传动的张紧、安装和维护 198

14.4.1 V带传动的张紧 198

14.4.2带传动的安装和维护 199

思考与练习题 199

第15章 联接 201

15.1 键联接 201

15.1.1键联接的类型和应用 201

15.1.2 平键联接的选择和强度计算 204

15.2花键联接 205

15.4螺纹联接 206

15.4.1螺纹的类型及主要参数 206

15.3销联接 206

15.4.2螺纹联接的基本类型、结构尺寸及应用 208

15.4.3螺纹联接件 209

15.4.4螺纹联接的预紧与防松 211

15.4.5螺栓联接的失效形式 212

15.4.6提高螺栓联接强度的措施 213

15.4.7螺纹零件的其他用途 213

思考与练习题 214

第16章 轴系零、部件 215

16.1轴 215

16.1.1轴的功用及分类 215

16.1.2轴的常用材料及热处理 216

16.1.3轴的结构设计 217

16.1.4轴的强度计算 220

16.2滚动轴承 225

16.2.1滚动轴承的结构、类型和代号 226

16.2.3滚动轴承尺寸的选择 230

16.2.2滚动轴承类型的选择 230

16.2.4滚动轴承的组合设计 240

16.3联轴器与离合器 244

16.3.1联轴器 245

16.3.2离合器 249

思考与练习题 250

第三篇 现代设计技术概述 253

第17章 现代设计技术 253

17.1 概述 253

17.1.1现代设计技术的内涵与特点 253

17.1.2现代设计技术的体系 254

17.2设计方法学 255

17.2.1工程设计的内容 255

17.2.2功能分析法 256

17.3.1常规设计与创新设计 260

17.3.2创新设计的特征与一般过程 260

17.3产品创新设计 260

17.3.3创新思维 261

17.3.4创新技法 262

17.4反求工程设计 264

17.4.1反求工程技术的研究内容 265

17.4.2反求工程的设计程序 266

17.4.3实物反求设计法 266

17.5.2虚拟设计系统的分类 268

17.5.1虚拟设计的概念 268

17.5虚拟设计 268

17.5.3虚拟设计在机械产品开发中的应用 269

17.6绿色设计 271

17.6.1绿色设计的概念及特点 271

17.6.2绿色设计体系结构 271

17.7现代设计技术的发展趋势 273

思考与练习题 274

参考文献 275